系统基础知识介绍2

系统基础知识简介蒸气压缩式制冷的工作原理是是使制冷剂在压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器等热力设备中进行压缩、放热、节流和吸热四个主要过程。在压焓图上显示如下：1237456ⅡⅠⅢlgphx=0x=1图中x=0（饱和液线），x=1（饱和蒸汽线）将该图分为三个区域：Ⅰ为液区，Ⅱ为湿蒸气区（汽液混合），Ⅲ为过热蒸汽区。图中蒸气压缩式制冷的理论循环过程为：1-2低压气态制冷剂过热过程；2-3为绝热压缩过程，即定熵过程，在此过程中将低温低压的气体压缩为高温高压的气体；3-6为制冷剂在冷凝器中定压放热过程，其中3-4放出过热热量，4-5放出比潜热，5-6放出再冷量；6-7为节流过程，通过膨胀阀节流前后比焓不变；7-1为液态制冷剂定压蒸发吸热过程。蒸气压缩式制冷的实际循环由于存在摩擦、涡流等阻力，以及与外界有热交换，与理论循环相比，实际获得的制冷量稍有减少，实际消耗的功率有所增加。由于蒸气压缩式制冷的实际循环比较复杂，这里不做详细介绍。下面将对系统上其中一些零部件作重点介绍，请有选择地阅读。一、压缩机压缩机是蒸气压缩式制冷循环的四大部件之一，在压焓图上表示为绝热压缩过程，即定熵过程。压缩机的工作分为进气、压缩和排气三个过程。压缩机损坏的判断可测量压缩机对地电阻，一般冷态时阻值大于2MΩ即为正常,对于单相压缩机各绕组的阻值是RT=RU+RS,对于三相压缩机三相绕阻应相等。机械部分损坏一般表现为不能正常运转，系统高低压力不正常（无压力、压差不够）或伴有异常噪声。对于涡旋式压缩机机械部分损坏后可能会建立起一定的压差，但压差不够；对于旋转式压缩机机械部分损坏后，一般无法正常工作。美国谷轮柔性涡旋压缩机，可用下面一些诊断方法判断其好坏：1、检查机组供电电压是否正常。2、如果内置过载保护器跳开或内部对地有保护迹象，必须检查电机绕阻和对地是否短路。如果电机保护器跳开，压缩机必须充分冷却使保护器重新闭和。（这在实验中曾出现过）3、常规性检查室内外侧风机是否正常运转。4、吸排气侧联接压力表，接通压缩机电源。如果吸气压力低于正常值，有可能是氟里昂充注量少或系统内部有堵塞。5、对于三相压缩机：如果吸气压力降不下，排气压力上升不到正常值，调换压缩机任意两根接线柱的电源接线，确保压缩机运转方向正确（这在实验中曾出现过，但一般情况下，机组在出厂前已经调试好）。如果压力仍然没有达到正常值，可能四通换向阀（如果有）或者压缩机损坏。将压缩机的接线恢复到原来的接法，用常规方法检查四通阀，如果是好的。则将压缩机电流值与在相同工况条件下（压力和电压）正常电流值加以比较，偏差值超过15％，则可以判定压缩机已经损坏。二、冷凝器冷凝器的任务是将压缩机排出的高温高压气态制冷剂予以冷却使之液化。也即使过热蒸气流经冷凝器的放热面，将其热量传递给周围介质——水与空气等，而其自身则被冷却为饱和气体，并进一步被冷却为高压液体，以便制冷剂在系统中循环使用。强制通风的空气冷却式冷凝器完全不需要冷却水，而是利用空气使气态制冷剂冷凝，适用于缺水或无法供水的场合，维护使用方便切比较经济。三、蒸发器蒸发器实际上是一种伴随着蒸发（沸腾）相变的热交换器，制冷剂液体通过蒸发器吸收被冷却介质（通常是水或空气）的热量蒸发（沸腾）为蒸气。它在制冷系统中的作用是对外输出冷量，冷却被冷却介质。（一）空冷式蒸发器是在小型制冷装置中使用的强制对流的空气冷却式蒸发器，一般做成蛇管式，并在管外装有各种类型的翅片，以强化空气侧的换热。此类蒸发器需配置风机，实现空气的强制对流。汇中一拖多和一拖一产品均采用空冷式蒸发器。（二）干式壳管式蒸发器如下图示：冷冻水入口冷冻水出口回气供液隔板排气口排水口干式壳管蒸发器（如图所示）属于非满液式蒸发器。隔板将铜管分隔为几个管组（通程），增加了载冷剂横掠管束的流速。换热过程：节流后的制冷剂从下部进入管组，不断吸收载冷剂的热量，逐渐汽化，直到完全变成饱和蒸气或过热蒸气后，从上部管吸入压缩机。由此看出制冷剂换热过程为干度不同的湿蒸气。为保证系统正常运行，充液量约为管内容积的40％左右。只要管内制冷剂的流速大于一定数值（约4m/s），就可保证润滑油顺利地返回压缩机。此外，由于载冷剂在管外，故冷损失较少，而且还可减少冻结危险。干式壳管蒸发器传热系数约为500~550W/m2.K。(三)、钎焊板式换热器钎焊板式热交换器是由许多片压制成人字型波纹的标准耐磨不锈钢板片和铜片，再经过钎焊而成的。它具有耐高压，密封性好，不易结垢，传热效率高，结构紧凑、体积小，制冷剂充灌量小，可用于小的传热温差的优点。所以在汇中冷热水机组均使用板式换热器。四、节流机构节流机构作用：（1）对高压液体制冷剂进行节流降压，保证冷凝器与蒸发器之间的压力差，以便使蒸发器中的液态制冷剂在要求的低压下蒸发吸热，从而达到制冷降温的目的；同时，使冷凝器中的气态制冷剂在给定的高压下放热，冷凝。（2）调整供入蒸发器的制冷剂流量以适应蒸发器负荷的变化，使制冷装置更加有效的运转。（一）毛细管随着封闭式制冷压缩机和氟利昂制冷剂的出现，常采用直径为0.7—2.5mm，长度为0.6—6m细而长的紫铜管代替膨胀阀，连接在冷凝器与蒸发器之间，作为制冷循环的流量控制与节流降压元件，它是根据“液体比气体容易通过”的原理工作的，影响毛细管供液能力的主要因素有毛细管前制冷剂的压力、温度以及毛细管的内径和长度等。毛细管进口前压力低于冷凝压力，这是由于流动阻力损失造成的。毛细管进口压力的降低使液体制冷剂过冷度减少，而过冷度的减少又导致制冷剂在管内开始气化的提前，供液量减少；毛细管进口前液体过冷度越大，供液量越大。在毛细管出口截面压力高于临界压力之前，毛细管长度增加、内径减小都将使毛细管的供液能力减小。（二）膨胀阀原理：控制蒸发器出口气态制冷剂的过热度来控制供入蒸发器的制冷剂流量。使制冷剂的流量与蒸发器的负荷相匹配，这样既能充分利用蒸发器的传热面积，又能防止压缩机产生“液击”现象。我公司产品都采用外平衡式热力膨胀阀，外平衡式热力膨胀阀的膜片下的平衡力（制冷剂压力）是通过外接管，从蒸发器出口处引来的压力。内平衡热力膨胀阀的膜片下的制冷剂压力是从阀体内部通道传递来的膨胀阀孔的出口压力。因为外平衡式热力膨胀阀适用于蒸发器管路较长、管内制冷剂流动阻力较大及带有分液器的场合。膨胀阀一般用于较大型的制冷系统中，小型制冷系统可用毛细管代替膨胀阀节流。五、高低压继电器原理：高低压继电器是受压力讯号控制的电路开关，以波纹管箱为动力室，接受高压部分或低压部分的压力讯号以后，波纹管压缩或膨胀，从而带动顶杆或杠杆机构，使电触点接通或断开。以ALCO产品为例：02465316102030acbarbarCutinDiftminusisCutoutPSIGbarPSIGCutoutManualReset111214242221高低压继电器手动复位按钮060903010090300450150703010501、手动复位按钮是高压部分电路触点的一个自锁装置，当高压部分电路触点断开后，即使压力降低也不能闭合，需要拨动或按下手动复位按钮，触点方可闭合，以免系统故障未消除时，电路频繁通断。2、接线如图所示，报警接触点为LP12，HP24。正常工作时点LP14，HP22闭合。低压侧压力过低时，点14断开，点12闭合。高压侧压力过高时，点22断开，点24闭合。1114＋-LP12低压侧21HP2224高压侧+-在实验中曾出现过刚开机时高压过载保护，原因是高压侧手动复位按钮未复位；低压过低和低压过载保护，原因是低压侧接线头接触不良。六、流量开关流量开关用于感受流过管道的液体流量的变化，起到端流保护作用。根据不同的流量需要，开关可以进行调节。这里说明一下流量开关安装注意点：1．为使流量开关能感应流量的变化，流向片切勿与管道接触，也不得与管道中任何节流装置接触。2．流量开关可安装在水平管道或液流方向向上的垂直管道中，但不能安装在液流向下的管道中。3．流量开关不能遭受水击，如在流量开关下游装有快速闭合阀，必须使用合适节流器。冷水机组水系统的水质、水流量、压头等正确与否，直接影响冷水机组的运行，其中设置流量开关就是为防止水流量不正常，水系统中水断流、流量不够会使系统产生高压保护、冻裂、冷（热）量不足等问题，维修时出现此类问题时，一定要检查水系统中的水流量是否正常，可以考虑以下内容：——水系统中阀是否处于开启状态——水系统过滤器是否堵塞——水系统中的空气是否排尽——流量开关的接线是否正确——水泵前后的压差是否足够——水系统的水路分配是否合理——补水是否正常——流量开关处有无突扩、突缩——水泵运转声音是否异常七、电磁阀电磁阀是一种双位（开启或关闭）截止阀，在制冷系统中受压力、温度等信号控制，可使管路中的流体自动通断。它与压缩机的控制关系为“后开先关”。其作用主要是：防止停机时，大量的液态制冷剂进入压缩机，以致于产生湿压缩和液击现象。电磁阀通常安装在空调器膨胀阀和冷凝器之间，位置应尽量靠近膨胀阀，因为膨胀阀只是一个节流元件，本身无法关严，因而需利用电磁阀来切断供液管路。电磁阀和压缩机同时启动。压缩机停机时电磁阀立即关闭，停止供液，避免停机后大量制冷剂流入蒸发器中，造成再次启动时压缩机中发生液击。电磁阀从开启方式分有直接式和间接式两大类，直接式用于小口径的电磁阀上，间接式用于大口径的电磁阀上。其接线见电气原理图。顺便说明一下系统进入空气产生的影响：空气进入风冷热泵系统中，在冷凝器传热表面形成空气层，热阻增加，对传热不利，从而使冷凝器的传热效率降低。同时，由于空气存在冷凝器中会产生一定的压力，使冷凝器的总压力增加，制冷量减少，机体耗电量增加。冷凝器中空气越多，冷凝器的压力增加越大。此外，空气中水分的存在将会导致冰堵，水分还可与制冷剂反应形成酸腐蚀而使电机绝缘特性损坏，使阀门碳化，严重时出现电机烧毁的现象。另外，还会在旋转、滑支部位形成铜镀层，则易抱缸，卡轴，产生机振，损坏机件等危害。风冷热泵系统进入空气后直接表现为：压缩机过热，箱体内不冷或不太冷，耗电量增加，有杂音等。对于开启式压缩机还会出现排气压力及速度急速上升，造成排气表指针摇摆不定。而且摆动指针幅度往往偏大，摆动缓慢，这与排气量不均匀而引起的压力表摆动不同，后者排气表指针摆动较快，摆幅较小。八、气液分离器安装在压缩机的吸气管上，可使返回压缩机的制冷剂中的液体分离出来并储存在其底部，以防压缩机发生液击。从蒸发器来的制冷剂经吸气管进入气液分离器内，制冷剂蒸气中所含的液滴会因本身自重而落入气液分离器底部，只有制冷剂蒸气被吸入压缩机。靠气流速度的降低和方向的改变，将低压气态制冷剂中携带的液滴分离出来，以防止压缩机发生湿压缩或液击现象。九、储液器空调制冷装置运行时，由于工况变化或者对制冷量进行调节时，系统中的制冷剂循环量将发生变化。设置储液器后，利用储液能力平衡和稳定系统内的制冷剂循环量，使制冷装置正常运行。另外，当制冷装置的某些部件发生故障而需要拆修时，可以通过一定的操作方法把系统中的制冷剂收进储液器内，以免浪费制冷剂或因外溢而污染环境。十、油分离器装在压缩机排出口和冷凝器之间，用来分离高压气体中的润滑油，不使过量的油进入冷凝器和蒸发器，影响传热效果，降低制冷量。